地脉动在银川城市活断层探测与地震危险性评价项目中的应用性分析

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1、中国科学技术大学硕士学位论文绪论分析比较了原始波形在不同观测点的变化情况和解析后的波形与区域地质状况的关系。在参考石油勘探钻进资料给定P波平均速度后，将基本频率转换为相应观测点的深度值，对比深度值曲线与基底构造变化的对应关系。3、计算并对比了理论HV值和实际HV值的差异，分析了两者的相关性。4、借助地理信息系统的有关软件，绘制了地脉动基本频率、卓越频率沿测线分布图和平面分布图，比较了基本频率与第三系基底构造在2D图上的对应关系。并依此数据推测了银川市基本频率、卓越频率的平面分布图和3D分布图。5、

2、分析跨断层地脉动数据解析结果中基本频率变化趋势与盆地基底断层上下断点位置的对应关系。6、把本次观测得到的卓越频率和前人在相近观测点上的结果做比较；对比分析了基本频率变化趋势和由一条测线基本频率得到的盆地基底构造推测深度变化曲线与石油勘探得到的盆地基底变化的一致性。论文取得的主要成果论文通过对银川盆地177个地脉动观测点数据的解析、和理论HV值对比分析，读取了各观测点的基本频率值和卓越频率值，并依此推测了银川盆地基底构造。与石油勘探资料和前人在银川盆地所做11个地脉动观测点中的6个较接近的对比分析后

3、，得到以下主要结论：1、利用Nakamura方法，通过仔细比较各观测点的HV波谱，分析波谱的峰值变化规律并由此得到各观测点的基本频率值和卓越频率值。基本频率值的范围为0．3．2Hz，卓越频率值范围为1．5．6．oHz。得到了盆地的基本频率和卓越频率沿地脉动观测线分布规律图、平面分布图以及由此推测的银川盆地的基本频率、卓越频率2D分布图和相应的3D分布图。2、跨断层高密度地脉动观测结果表明，基本频率的变化与盆地基底的断裂相对应。3、通过分析地脉动的基本频率值与第三系基底构造对应的关系，在推定S波速平

4、均值的基础上计算每一观测点位置的盆地深度值并由此推测银川盆地基底构造的变化。将推测的基地构造与以前的石油勘探结果进行对比，中国科学技术大学硕士学位论文绪论结果两者具有很好的一致性。用地脉动观测数据推测的盆地基底构造变化曲线基本反映了银川盆地下第三系基底的变化。4、应用推测的地层模型进行理论HV计算，其结果与观测结果一致。5、本论文得到的结论与前人的研究成果相符。4中国科学技术大学硕士学位论文地脉动研究背景1．1背景资料第一章地脉动研究背景众所周知，地震是破坏性非常严重的灾害之一。地震引起的破坏主要

5、取决于地震动的强度、周期、持时，而这些参数一定程度上受场地和结构的影响。因此，场地动力特性分析一直是人们研究的重要课题。目前，较常用的场地动力特性分析方法有两大类，理论方法和经验方法。理论方法要求精确的理论模型和详细的场地岩土资料，费时费力且计算复杂；经验方法则需要大量的强、弱地震记录，在地震活动性较低的地方或地震活动性较弱的时段很难记录到有代表性的地震动，因此在应用上受到限制。而地脉动在传播过程中，由于波的多次折射、反射，积累了能够反映场地土层结构特征的信息。加之地脉动可以随时随地영"x中国科学

6、技术大学硕士学位论文地脉动研究背景连续振动。其振幅通常只有十几分之一微米(um)到几个微米(1Im)，周期短到几十分之一秒，长的能有1分钟以上：8。地一。日本早在上世纪初期就开始了有关地脉动方面的研究工作，他们从地震动观测的角度把地面微动分为两类：一类是短周期的微动，又称之为常时微动，周期小于ls。主要由人类活动、交通运输、机械振动等人工振动源产生；一类是长周期地脉动，又称之为地面脉动，周期大于1s。主要是由海浪、风、气候等自然现象的变化引起的微动?，：-。地脉动的发现和研究可以追溯到上世纪初，1

7、908年0mori在测震仪器上观测到微弱的地基振动，称之为地脉动。Kanai在上世纪五十年代的研究中发现，地基越坚硬，脉动周期越短，峰值越明显，而地基越松软，周期就相应变长，峰顶平坦(见图1)埘。而且同一地点的卓越周期并不总是一定，同一地点的脉动实测频度曲线并不总是单峰的。白天和晚上的地脉动观测波形差异较大，白天干扰多高频成分多，夜晚相对安静高频成分明显少，城市嘈杂区域的白天与夜晚的振幅比要比安静郊区的小。在对地震动与地脉动结果进行比较后发现两者还是很相似(见图2)m心必必。———_—■_———■

8、---—__———__■—●—一-羞绩上图l不同场地地脉动周期分布曲线6中国科学技术大学硕士学位论文地脉动研究背景图2地震与地脉动频度曲线地脉动在地震工程中的应用和发展始于上世纪50年代域。日本学者Kanai把时间域的地脉动信号转换到频率域，并与强地震观测反应谱统计分析结果对比发现两者所得到的同一场地卓越周期近似，于是提出利用地脉动进行场地分类幽趔。由于这种方法对场地分类只需要一个单分量地脉动就可以得到与强地震动观测近似的场地卓越周期，因此在日本得到广泛应用。其后关于地脉动研究和在